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FR2673177A1 - SINK BODY WITH A POROUS ZONE, IN PARTICULAR SILICON CARBIDE, FOR A MECHANICAL TRIM AND TRIM COMPRISING SUCH A SINTERED BODY. - Google Patents

SINK BODY WITH A POROUS ZONE, IN PARTICULAR SILICON CARBIDE, FOR A MECHANICAL TRIM AND TRIM COMPRISING SUCH A SINTERED BODY. Download PDF

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FR2673177A1
FR2673177A1 FR9102135A FR9102135A FR2673177A1 FR 2673177 A1 FR2673177 A1 FR 2673177A1 FR 9102135 A FR9102135 A FR 9102135A FR 9102135 A FR9102135 A FR 9102135A FR 2673177 A1 FR2673177 A1 FR 2673177A1
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FR
France
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sintered body
body according
zone
trim
porous
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FR9102135A
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French (fr)
Inventor
Azema Olivier
Bougoin Michel
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Ceramiques et Composites SA
Original Assignee
Ceramiques et Composites SA
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Publication date
Application filed by Ceramiques et Composites SA filed Critical Ceramiques et Composites SA
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Priority to EP92400420A priority patent/EP0500447A1/en
Priority to JP4070023A priority patent/JPH05148058A/en
Publication of FR2673177A1 publication Critical patent/FR2673177A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

L'invention concerne un corps fritté, notamment en carbure de silicium, utilisable comme pièce de frottement. Selon l'invention, le corps fritté est caractérisé en ce qu'il comprend une première zone en un premier matériau céramique poreux et une seconde zone en un second matériau céramique non poreux. Le corps fritté de l'invention peut être utilisé dans les garnitures mécaniques.The invention relates to a sintered body, in particular made of silicon carbide, which can be used as a friction part. According to the invention, the sintered body is characterized in that it comprises a first zone made of a first porous ceramic material and a second zone made of a second non-porous ceramic material. The sintered body of the invention can be used in mechanical seals.

Description

CORPS FRITTE A ZONE POREUSE, EN CARBURE DE SILICIUM NOTAMMENT,SINTERED BODY WITH POROUS ZONE, IN PARTICULAR SILICON CARBIDE,

POUR GARNITURE MECANIQUE ET GARNITURE COMPORTANT UN TEL CORPS FRITTE  FOR MECHANICAL TRIM AND TRIM COMPRISING SUCH A SINTERED BODY

La présente invention concerne un corps fritté, comprenant une zone poreuse, en carbure de silicium notamment, pour garniture mécanique et une garniture comportant un tel corps fritté. Les garnitures mécaniques sont des montages bien connus comprenant deux bagues en glissement l'une sur l'autre pour faire  The present invention relates to a sintered body, comprising a porous zone, in particular silicon carbide, for a mechanical seal and a lining comprising such a sintered body. Mechanical seals are well known assemblies comprising two slip rings on top of one another to make

joint d'étanchéité d'arbre rotatif de pompe sur des moteurs d'auto-  rotating pump shaft seal on self-propelled motors

mobiles par exemple.mobile for example.

Pour ces garnitures, on utilise de plus en plus des bagues en matériaux céramiques et par exemple des associations carbure de  For these fittings, more and more rings of ceramic materials are used, for example carbide

silicium fritté pour une bague et matériau à base de carbone, notam-  sintered silicon for a ring and carbon-based material, in particular

ment de graphite, pour la contre-bague.  graphite, for the counter-ring.

Il a été récemment préconisé d'utiliser dans ces garnitures  It has recently been advocated to use in these fillings

des matériaux céramiques poreux.porous ceramic materials.

Cependant, la présence de pores au sein de ces matériaux entraîne une diminution de leur résistance mécanique et de leur  However, the presence of pores within these materials causes a decrease in their mechanical strength and their

conductivité thermique.thermal conductivity.

L'objet principal de l'invention est la mise au point d'un matériau céramique utilisable en frottement, notamment dans une garniture mécanique et présentant une résistance mécanique et une conductivité thermique améliorées par rapport à celles des matériaux poreux. Un autre objet de l'invention est de procurer un matériau qui, tout en ayant une résistance mécanique et une conductivité thermique améliorées, diminue l'usure de la contre-bague, tout  The main object of the invention is the development of a ceramic material that can be used in friction, in particular in a mechanical seal and having improved mechanical strength and thermal conductivity compared to those of porous materials. Another object of the invention is to provide a material which, while having improved mechanical strength and thermal conductivity, reduces the wear of the counter ring, while

particulièrement pour des vitesses de rotation élevée.  especially for high rotation speeds.

Dans ce but, le corps fritté selon l'invention est caracté-  For this purpose, the sintered body according to the invention is characterized

risé en ce qu'il comprend une première zone en un premier matériau céramique poreux et une seconde zone en un second matériau céramique  in that it comprises a first zone made of a first porous ceramic material and a second zone made of a second ceramic material

non poreux.non-porous.

Le corps fritté selon l'invention possède une résistance mécanique élevée qui se traduit par une contrainte de rupture pouvant  The sintered body according to the invention has a high mechanical strength which results in a breaking stress which can

être de l'ordre du double de celle du matériau poreux.  to be of the order of twice that of the porous material.

En outre, on a pu constater après des essais de longues durées ( 1000 heures) et pour des vitesses de rotation élevées (supé-  In addition, it has been found after long-term tests (1000 hours) and for high rotational speeds (higher than

rieures à 6000 T/mn) une très bonne étanchéité des garnitures utili-  6000 rpm) a very good seal of the linings used

sant les corps frittés de l'invention.  sintered bodies of the invention.

D'autres caractéristiques et détails de l'invention appa-  Other features and details of the invention are

raitront plus clairement à la lecture de la description qui va  will be clearer when reading the description that goes

suivre en référence aux figures annexées pour lesquels: la figure 1 est une photographie prise au microscope électronique d'un corps selon l'invention montrant l'ensemble de la zone poreuse de celui-ci la figure 2 est une photographie du même type mais à l'interface  follow with reference to the accompanying figures for which: Figure 1 is a photograph taken under an electron microscope of a body according to the invention showing the entire porous zone thereof, Figure 2 is a photograph of the same type but to the interface

entre la zone poreuse et la zone non poreuse.  between the porous zone and the non-porous zone.

En ce qui concerne tout d'abord la nature des matériaux céramiques précités, on notera que le premier matériau formant la première zone et le second formant la seconde zone peuvent être  With regard first of all to the nature of the above-mentioned ceramic materials, it will be noted that the first material forming the first zone and the second forming the second zone may be

identiques ou différents.identical or different.

En cas d'utilisation de matériaux différents, il est préférable que ces matériaux obéissent à des conditions de frittage  When using different materials, it is preferable that these materials obey sintering conditions

qui soient compatibles.that are compatible.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on  According to a particular embodiment of the invention,

utilise le même matériau pour la première et la seconde zone.  uses the same material for the first and second area.

Différents types de céramiques peuvent être employés.  Different types of ceramics can be used.

On peut citer les matériaux à base d'alumine, de zircone, d'aluminezircone, de nitrure d'aluminium (Al N), de carbure de bore  Mention may be made of materials based on alumina, zirconia, aluminezircone, aluminum nitride (Al N), boron carbide

B 4 C.B 4 C.

Toutefois, selon un mode de réalisation préféré de l'inven-  However, according to a preferred embodiment of the invention,

tion, on peut mentionner le nitrure de silicium (Si 3 N 4) et le carbure de silicium (Si C) Pour ce dernier, on peut utiliser le Si C a ou le Si C i ou encore des combinaisons de ces deux polytypes dans des  Silicon nitride (Si 3 N 4) and silicon carbide (Si C) can be mentioned for the latter. Si C a or Si C i can be used, or combinations of these two polytypes can be used.

proportions quelconques.any proportions.

Les matériaux céramiques de chacune des zones peuvent comprendre en outre tous les additifs habituels et bien connus de frittage, comme par exemple le carbone, le bore, ou l'aluminium pour le Si C, l'oxyde d'yttrium, le spinelle et l'alumine pour Si 3 N 4, l'oxyde d'yttrium pour Al N, ou bien aussi les stabilisants de la zircone tels que l'oxyde d'yttrium, de magnésium, de calcium ou de cérium.  The ceramic materials of each of the zones may furthermore comprise all the usual and well-known sintering additives, for example carbon, boron, or aluminum for SiC, yttrium oxide, spinel and the like. alumina for Si 3 N 4, yttrium oxide for Al N, or also stabilizers of zirconia such as yttrium, magnesium, calcium or cerium oxide.

L'invention s'applique aussi aux corps frittés dans les-  The invention also applies to sintered bodies in the

quels les matériaux précités peuvent être du type composite, c'est- àdire à base de plusieurs phases et notamment à base de carbone  which the aforementioned materials may be of the composite type, that is to say based on several phases and in particular based on carbon

libre en particulier sous forme graphite et/ou de nitrure de bore.  free in particular in graphite form and / or boron nitride.

Ainsi, on peut mentionner les composites Si C/C, Si 3 N 4/BN, Al N/BN,  Thus, there may be mentioned Si C / C, Si 3 N 4 / BN and Al N / BN composites.

A 1203/BN.A 1203 / BN.

On peut envisager notamment des composites à base de Si C et comprenant jusqu'à 48 % en poids de carbone libre, notamment jusqu'à % et plus particulièrement jusqu'à 10 %, ce carbone pouvant se présenter sous forme d'un mélange carbone amorphe carbone graphite  It is possible, in particular, to envisage composites based on SiC and comprising up to 48% by weight of free carbon, especially up to% and more particularly up to 10%, this carbon possibly being in the form of a carbon mixture. amorphous graphite carbon

dans des proportions quelconques.in any proportions.

Les corps du type composite comprenant du graphite de même que ceux comportant du nitrure de bore sont particulièrement intéres-  Composite type bodies comprising graphite as well as those comprising boron nitride are particularly interesting.

sants car ils possèdent des propriétés lubrifiantes améliorées par diminution du coefficient de frottement. Enfin, les matériaux céramiques utilisés dans le cadre de  because they have improved lubricating properties by reducing the coefficient of friction. Finally, the ceramic materials used in the context of

l'invention présentent une taille de grains qui est généralement comprise entre 0,5 et 500 m, de préférence entre 0,5 et 20 j m.  the invention has a grain size which is generally between 0.5 and 500 m, preferably between 0.5 and 20 j m.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le corps fritté comprend une première partie ou zone qui est poreuse et  According to an essential characteristic of the invention, the sintered body comprises a first part or zone which is porous and

une autre partie ou seconde zone qui ne présente pas de porosité.  another part or second zone that has no porosity.

Selon un mode de réalisation préféré, cette première partie poreuse constitue une zone superficielle, en surface de la seconde zone. La zone poreuse présente, de préférence, une épaisseur d'au moins 20 pm, plus particulièrement d'au moins 50 pm et notamment  According to a preferred embodiment, this first porous portion constitutes a surface zone on the surface of the second zone. The porous zone preferably has a thickness of at least 20 μm, more particularly at least 50 μm, and in particular

comprise entre 100 et 1000 J m.between 100 and 1000 J m.

Une autre caractéristique importante est la porosité totale du matériau de la première zone.  Another important feature is the total porosity of the material of the first zone.

Cette porosité peut être très importante dans la mesure o le corps fritté comprend en outre une partie non poreuse sur laquelle s'appuie la partie poreuse Toutefois, il est préférable que cette porosité ne dépasse pas 50 %, plus particulièrement elle est d'au plus  This porosity can be very important insofar as the sintered body furthermore comprises a non-porous part on which the porous part rests. However, it is preferable that this porosity does not exceed 50%, more particularly it is at most

18 %, c'est dans ce cas qu'on obtient une étanchéité maximale.  18%, it is in this case that a maximum seal is obtained.

D'autre part, cette porosité est d'au moins 4 %.  On the other hand, this porosity is at least 4%.

On entend par porosité totale, celle obtenue en prenant en compte les pores ouverts et fermés Dans le cas particulier de composites, cette porosité (P), exprimée en %, est donnée par la formule: P = 100 x + 100-x ld 2 d 1 L dans laquelle d 1 est la masse volumique de la phase majoritaire (par exemple Si C ou Si 3 N 4) du composite, d 2 la masse volumique de la phase minoritaire (par exemple C ou BN), d la masse volumique apparente du corps et x le pourcentage massique de la phase minoritaire présente  By total porosity is meant that obtained by taking into account the open and closed pores. In the particular case of composites, this porosity (P), expressed in%, is given by the formula: P = 100 x + 100-x ld 2 d 1 L in which d 1 is the density of the majority phase (for example Si C or Si 3 N 4) of the composite, d 2 the density of the minority phase (for example C or BN), d the density of the body and x the mass percentage of the minority phase present

dans le corps.in the body.

Dans le cas particulier d'un composite Si C/C, cette formule serait:  In the particular case of a composite Si C / C, this formula would be:

P = 100 {d x + -P = 100 {d x + -

L 2,25 3,21L 2.25 3.21

d étant tel que défini précédemment et x étant le pourcentage massique de carbone libre contenu dans le matériau; 2,25 étant la masse volumique du carbone libre et 3,21 celle du carbure de silicium. Par ailleurs, le matériau poreux formant la première zone du corps fritté peut présenter des pores dont le diamètre moyen peut  d being as defined above and x being the mass percentage of free carbon contained in the material; 2.25 being the density of the free carbon and 3.21 that of the silicon carbide. Moreover, the porous material forming the first zone of the sintered body may have pores whose mean diameter may

varier dans une large gamme allant habituellement de 10 à 500 pm.  vary in a wide range usually from 10 to 500 μm.

Ce diamètre moyen est celui obtenu sur la base de valeurs  This average diameter is that obtained on the basis of values

mesurées par examen au microscope électronique à balayage.  measured by scanning electron microscope examination.

Les pores du corps selon l'invention se présentent sous une forme sphérique ou sous une forme voisine de la sphère Cette forme permet d'atteindre des porosités élevées en assurant une étanchéité  The pores of the body according to the invention are in a spherical shape or in a form close to the sphere. This shape makes it possible to achieve high porosities by sealing

totale du corps.total body.

D'autre part, ces pores sont essentiellement des pores fermés. En ce qui concerne par ailleurs le matériau constituant la seconde zone non poreuse, celui-ci présente de préférence une densité aussi élévée que possible Le matériau a de préférence une porosité  On the other hand, these pores are essentially closed pores. Regarding moreover the material constituting the second non-porous zone, it preferably has a density as high as possible. The material preferably has a porosity.

totale inférieure à 4 %.total less than 4%.

Enfin, une caractéristique du corps de l'invention réside dans la continuité parfaite qui existe entre les deux zones, tout particulièrement dans le cas o ces deux zones sont constituées du  Finally, a characteristic of the body of the invention lies in the perfect continuity that exists between the two zones, especially in the case where these two zones consist of the

même matériau.same material.

On peut observer ainsi une absence totale de fissures entre les zones, on ne peut pas distinguer une discontinuité entre celles-ci.  One can thus observe a total absence of cracks between the zones, one can not distinguish a discontinuity between these.

Ceci apparaît nettement sur la photo de la figure 2.  This appears clearly in the picture of Figure 2.

Des modes de réalisation plus particuliers vont être décrits. Il est à noter que ces modes de réalisation peuvent s'appliquer aux différents types de matériaux mentionnés plus haut mais selon une variante préférée, le matériau utilisé est le Si C. Selon un mode de réalisation particulier du corps fritté de l'invention, le premier matériau présente un diamètre moyen de pores  More particular embodiments will be described. It should be noted that these embodiments can be applied to the various types of materials mentioned above but according to a preferred variant, the material used is Si C. According to a particular embodiment of the sintered body of the invention, the first material has an average pore diameter

compris entre 40 et 200 iim.between 40 and 200 iim.

On s'est aperçu que pour un diamètre moyen de pores infé-  It has been found that for an average pore diameter of less than

rieur à 40 pm, on observait une usure plus élevée au moins sur la contrebague de la garniture mécanique notamment quand celle-ci est  at 40 pm, a higher wear was observed at least on the counter-seal of the mechanical seal, particularly when it is

en graphite.in graphite.

Par ailleurs, c'est en deça d'un diamètre moyen de 200 pm, que la résistance mécanique de la première zone du corps fritté est optimale. Il peut être avantageux aussi d'avoir un diamètre moyen de  Moreover, it is below an average diameter of 200 μm that the mechanical strength of the first zone of the sintered body is optimal. It may also be advantageous to have an average diameter of

pores d'au moins 50 pm, et plus particulièrement d'au moins 601 m.  pores of at least 50 μm, and more particularly at least 601 μm.

C'est ainsi que selon différentes variantes de l'invention, on pourra envisager des corps frittés présentant un diamètre moyen de pores  Thus, according to different variants of the invention, it will be possible to envisage sintered bodies having an average pore diameter

compris entre 50 et 200 pm, et plus particulièrement 60 et 200 gm.  between 50 and 200 μm, and more particularly 60 and 200 μm.

Selon un autre mode de réalisation encore plus particulier de corps fritté de l'invention, le matériau pourra avoir une valeur maximale du diamètre des pores de 150 pm, et plus particulièrement une  According to another still more particular embodiment of the sintered body of the invention, the material may have a maximum value of the pore diameter of 150 μm, and more particularly a

valeur qui se situe dans la gamme 40 150 ym.  value which lies in the range 40 150 ym.

Il pourra être avantageux d'avoir un diamètre de pore compris entre 50 et 150 pm, et plus spécialement 60 et 150 gm et encore  It may be advantageous to have a pore diameter of between 50 and 150 μm, and more especially 60 and 150 μm, and even more

plus particulièrement 60 et 100 lm.  more particularly 60 and 100 lm.

Enfin la porosité peut varier dans la fourchette de 50 à 4 % indiquée plus haut, mais de préférence, le premier matériau présente une porosité comprise entre 4 et 18 %, notamment entre 5 et 15 % et  Finally, the porosity may vary within the range of 50 to 4% indicated above, but preferably the first material has a porosity of between 4 and 18%, especially between 5 and 15%, and

plus particulièrement 8 et 15 %.more particularly 8 and 15%.

Le procédé de préparation des corps frittés selon l'inven-  The process for preparing the sintered bodies according to the invention

tion va maintenant être décrit.will now be described.

En ce qui concerne le matériau pour la zone poreuse, celui-ci peut être obtenu par un procédé qui consiste à ajouter un agent porogène sous forme de microbilles ou de granulés au mélange  As regards the material for the porous zone, this can be obtained by a process which consists of adding a pore-forming agent in the form of microbeads or granules to the mixture

des produits destinés à la préparation du matériau fritté.  products for the preparation of the sintered material.

La mise en oeuvre de l'agent porogène peut se faire de plusieurs manières Par exemple, on peut former dans un broyeur à boulets une barbotine à base du matériau céramique de départ, des additifs de frittage et d'un liant dans l'eau ou dans un solvant organique A cette barbotine, on ajoute ensuite sous agitation  The porogenic agent may be used in several ways. For example, a slip may be formed in a ball mill based on the starting ceramic material, sintering additives and a binder in water or in an organic solvent to this slip, is then added with stirring

l'agent porogène On sèche enfin par atomisation.  The pore-forming agent is finally dried by atomization.

Une autre manière consiste à former puis à sécher une barbotine du type décrit ci-dessus, mais sans l'agent porogène Au  Another way is to form and then to dry a slip of the type described above, but without the pore forming agent Au

produit sec ainsi obtenu, on mélange alors à sec cet agent.  dry product thus obtained, this agent is then dry blended.

Les agents porogènes utilisables sont bien connus Ce sont généralement des produits organiques du type polymère On utilise de préférence des produits obtenus à partir d'une polymérisation en émulsion Ces produits ne doivent pas être solubles dans l'eau ou le solvant organique utilisé dans la composition de la barbotine Ils  The porogenic agents that can be used are well known. They are generally organic products of the polymer type. Products obtained from an emulsion polymerization are preferably used. These products must not be soluble in the water or the organic solvent used in the composition. of the slip They

doivent aussi pouvoir supporter thermiquement le séchage par atomisa-  must also be able to withstand

tion notamment.in particular.

On peut citer comme exemple le polystyrène, le polymétha-  An example of this is polystyrene, polymetha-

crylate de méthyle, le polyamide.methyl crylate, polyamide.

Le matériau dense se prépare d'une manière bien connue par formation d'une barbotine du même type que celle décrite ci-dessus,  The dense material is prepared in a well-known manner by forming a slip of the same type as that described above,

bien entendu sans agent porogène.of course without pore-forming agent.

Une étape ultérieure du procédé est la mise en forme.  A subsequent step in the process is shaping.

Cette mise en forme peut se faire par pressage isostatique  This shaping can be done by isostatic pressing

ou uniaxial des produits secs obtenus précédemment.  or uniaxial dry products obtained previously.

Ce pressage se déroule d'une manière connue en soi.  This pressing takes place in a manner known per se.

Par exemple, dans le cas d'un pressage uniaxial, on peut remplir dans un premier temps le moule de pressage d'une première couche de produit sec contenant le porogène, puis dans un deuxième temps disposer sur cette première couche une certaine quantité de  For example, in the case of uniaxial pressing, it is possible to initially fill the pressing mold with a first layer of dry product containing the porogen, and then secondly to dispose on this first layer a certain amount of

produit sec exempt de porogène.dry product free of porogen.

Une autre méthode de mise en forme peut être utilisée par coulage d'une première barbotine comprenant du porogène dans un moule en plâtre, puis dans un deuxième temps par coulage dans le même moule  Another method of shaping can be used by casting a first slip comprising porogen in a plaster mold, then in a second time by casting in the same mold

d'une barbotine sans porogène.a porogen-free slip.

Après la mise en forme, on obtient une pièce crue et d'une  After formatting, we get a raw part and a

manière connue, on traite thermiquement cette pièce crue afin d'élimi-  In known manner, this green part is heat treated in order to eliminate

ner les liants et l'agent porogène et, dans le cas du Si C, de pyroly-  binders and the blowing agent and, in the case of Si C, pyrolysis

ser le précurseur du carbone additif de frittage.  be the precursor of the sintering additive carbon.

La pièce est frittée ensuite d'une manière connue en soi.  The part is then sintered in a manner known per se.

La température de frittage dépend du matériau et se situe généralement entre 1400 et 25000 C On procède suivant la nature du  The sintering temperature depends on the material and is generally between 1400 and 25000 C. The process is carried out according to the nature of the

matériau sous vide ou sous azote ou gaz neutre.  material under vacuum or under nitrogen or neutral gas.

L'invention concerne aussi les garnitures mécaniques comportant une bague fixe et une bague rotative dont au moins une est  The invention also relates to mechanical seals comprising a fixed ring and a rotary ring of which at least one is

constituée du corps fritté tel qu'il vient d'être décrit plus haut.  consisting of the sintered body as just described above.

L'autre bague peut être réalisée dans un matériau à base de carbone et notamment en carbone imprégné de résine Ce matériau peut aussi être en carbure de silicium ou en nitrure de silicium; ce peut être aussi un corps en alumine frittée Ce peut encore être un  The other ring may be made of a material based on carbon and in particular carbon impregnated with resin This material may also be silicon carbide or silicon nitride; it can also be a sintered alumina body This can still be a

matériau de type métallique par exemple acier au carbone.  metallic type material for example carbon steel.

On peut enfin mettre en oeuvre une garniture dans laquelle  Finally, it is possible to implement a filling in which

les deux bagues seraient constituées du corps fritté selon l'inven-  the two rings would consist of the sintered body according to the invention

tion.tion.

Le corps fritté de l'invention peut être aussi utilisé dans des paliers.  The sintered body of the invention can also be used in bearings.

Bien entendu, le corps fritté de l'invention peut être  Of course, the sintered body of the invention can be

utilisé dans d'autres applications que les garnitures mécaniques.  used in other applications than mechanical seals.

Ainsi, il peut servir dans tout système frottant du type par exemple butée, palier ou glissière comportant au moins une pièce en frottement constituée par ledit corps ou dont une partie est constituée dudit corps On peut ainsi l'employer par exemple dans des paliers et dans les configurations suivantes: alésage en corps fritté arbre métallique, alésage en corps fritté arbre en corps fritté, alésage en corps fritté arbre métallique avec chemise en  Thus, it can be used in any friction system of the type for example abutment, bearing or slide having at least one friction piece formed by said body or a part of which is constituted of said body can thus be used for example in bearings and in the following configurations: bore in sintered body metal shaft, bore in sintered body shaft in sintered body, bore in sintered body metal shaft with liner

corps fritté ou graphite.sintered body or graphite.

Un exemple va maintenant être donné.  An example will now be given.

EXEMPLEEXAMPLE

Préparation des bacues On forme une première barbotine à 60 % d'extrait sec dans 1 'eau comprenant 1 % de bore, une résine phénolique apportant 1,5 % de carbone après pyrolyse et 3 % de polyéthylène glycol Cette première barbotine contient à titre de porogène 6 % en poids par rapport au Si C de PLEXIGUM M 914 (polyméthacrylate de méthyle) de taille moyenne des  Preparation of the trays A first 60% solids content slurry is formed in water comprising 1% boron, a phenolic resin supplying 1.5% of carbon after pyrolysis and 3% of polyethylene glycol. This first slip contains as its of 6% by weight relative to the Si C of PLEXIGUM M 914 (polymethyl methacrylate) of average

grains de 90 pm.grains of 90 pm.

Le porogène a été mélangé à la barbotine sous agitation.  The porogen was mixed with the slip with stirring.

Une seconde barbotine est préparée identique à la première,  A second slip is prepared identical to the first,

mais sans agent porogène.but without pore-forming agent.

Les barbotines sont ensuite séparémment séchées et  The slips are then separately dried and

granulées par atomisation.spray granulated.

On introduit dans un moule de pressage une première couche de produit sec contenant du porogène, puis une seconde couche de produit sec sans porogène On presse ensuite à 1500 bars pour obtenir  A first layer of dry product containing pore-forming agent is introduced into a pressing mold, then a second layer of dry product without porogen is then pressed at 1500 bar to obtain

une pièce crue.a raw room.

Après un traitement thermique sous azote jusqu'à 600 C qui permet notamment l'élimination du porogène et la pyrolyse de la résine phénolique, la pièce est ensuite frittée à 2070 C sous argon  After a thermal treatment under nitrogen up to 600 C which allows in particular the removal of the porogen and the pyrolysis of the phenolic resin, the part is then sintered at 2070 C under argon

pendant 1 heure.for 1 hour.

On obtient une bague de diamètre interne 19 mm, de diamètre externe de 28 mm, son épaisseur totale est de 3,5 mm La zone poreuse a 0,78 mm d'épaisseur et sa porosité totale est de 13 %, le diamètre moyen des pores étant de 80 pm En ce qui concerne la zone poreuse, la porosité totale du matériau qui la constitue est de 2,5 %. Essais On teste la bague après rodage de la surface de frottement comme bague de glissement rotative dans une garniture mécanique La  A ring with an internal diameter of 19 mm and an external diameter of 28 mm is obtained, its total thickness is 3.5 mm. The porous zone is 0.78 mm thick and its total porosity is 13%. With regard to the porous zone, the total porosity of the material constituting it is 2.5%. Tests The ring is tested after the running surface of the friction surface has been ground as a rotating slip ring in a mechanical seal.

contre-bague de glissement fixe est en carbone graphite.  fixed slip counter-ring is made of graphite carbon.

Les conditions de l'essai sont les suivantes température: 1300 C fluide: antigel pur  The conditions of the test are the following temperature: 1300 C fluid: pure antifreeze

vitesse de rotation: 6700 T/min.rotation speed: 6700 rpm.

Pression: 1 barPressure: 1 bar

Durée de l'essai: 1000 heures.Duration of the test: 1000 hours.

On mesure après l'essai les ondulations sur la contre-bague celles-ci sont très faibles, c'est-à-dire qu'elles présentent une  After the test, the corrugations on the counter-ring are measured, these are very weak, ie they have a

hauteur d'au plus 0,lim.height of not more than 0, lim.

Après un test en étanchéité statique à 20 bars, la bague  After a static sealing test at 20 bar, the ring

est étanche, ce qui montre que la porosité est entièrement fermée.  is waterproof, which shows that the porosity is fully closed.

On réalise par ailleurs des essais mécaniques en flexion 3  In addition, mechanical flexural tests are carried out 3

points à 20 C sur des éprouvettes de dimension 25 x 5 x 3 mm.  20 C points on 25 x 5 x 3 mm test pieces.

L'éprouvette El est constituée d'un corps fritté selon l'invention Ce corps comprend une zone poreuse de 700 pm d'épaisseur dont la porosité totale est de 13 % et de diamètre moyen de pores de pm.  The test piece E1 consists of a sintered body according to the invention. This body comprises a porous zone of 700 .mu.m in thickness, the total porosity of which is 13% and the average pore diameter of .mu.m.

L'éprouvette E 2 est constituée d'un corps fritté entière-  The test piece E 2 consists of a whole sintered body

ment poreux dont les caractéristiques sont identiques à celles données ci-dessus pour la zone poreuse de l'éprouvette E 1 Les deux corps ont été préparés d'une manière analogue à celle décrite pour la préparation des bagues, étant entendu que seule la barbotine avec  The two bodies were prepared in a manner similar to that described for the preparation of the rings, it being understood that only the slurry with the same characteristics as those given above for the porous zone of the E 1 test piece.

agent porogène a été utilisée pour fabriquer E 2.  blowing agent was used to make E 2.

Dans le cas de l'éprouvette El, la zone comprimée, lors du  In the case of the test piece El, the compressed zone, during the

test, est la zone poreuse.test, is the porous area.

On obtient les résultats suivants:The following results are obtained:

EJ E 2EJ E 2

contrainte de rupture moyenne of (M Pa) 446 213 module de Weibull m 17 20  average breaking stress of (M Pa) 446 213 Weibull module m 17 20

Claims (12)

REVENDICATIONS 1 Corps fritté caractérisé en ce qu'il comprend une première zone en un premier matériau céramique poreux et une seconde zone en un  Sintered body characterized in that it comprises a first zone made of a first porous ceramic material and a second zone in one second matériau céramique non poreux.  second non-porous ceramic material. 2 Corps fritté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux céramiques précités sont à base d'au moins un élément choisi parmi l'alumine, la zircone, l'alumine zircone, le nitrure  Sintered body according to Claim 1, characterized in that the abovementioned ceramic materials are based on at least one element chosen from alumina, zirconia, zirconia alumina and nitride. d'aluminium, le carbure de bore.of aluminum, boron carbide. 3 Corps fritté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux céramiques précités sont à base d'au moins un élément  Sintered body according to Claim 1, characterized in that the abovementioned ceramic materials are based on at least one element choisi parmi le carbure de silicium et le nitrure de silicium.  selected from silicon carbide and silicon nitride. 4 Corps fritté selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les matériaux céramiques précités sont à base en outre de carbone,  Sintered body according to Claim 2 or 3, characterized in that the abovementioned ceramic materials are additionally based on carbon, notamment graphite et/ou de nitrure de bore.  in particular graphite and / or boron nitride. 5 Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, térisé en ce que les premiers et seconds matériaux précités sont identiques.  characterized in that the first and second aforementioned materials are identical. 6 Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, characterized térisé en ce que la première zone précitée est une zone superficiel-  characterized in that the first area mentioned above is a surface area- le.the. 7 Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, characterized térisé en ce que la première zone précitée présente une épaisseur d'au moins 20 m, plus particulièrement d'au moins 50 pm et notamment  characterized in that the first aforementioned zone has a thickness of at least 20 m, more particularly at least 50 pm, and in particular comprise entre 100 et 1000 pm.between 100 and 1000 pm. 8 Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, characterized térisé en ce que le premier matériau céramique présente une porosité  characterized in that the first ceramic material has a porosity totale d'au plus 50 %, plus particulièrement d'au plus 18 %.  total of not more than 50%, more particularly not more than 18%. 9 Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, characterized térisé en ce que le premier matériau céramique présente des pores  characterized in that the first ceramic material has pores dont le diamètre moyen est compris entre 10 et 500 gm.  whose average diameter is between 10 and 500 gm. Corps fritté selon l'une des revendications précédentes, carac-  Sintered body according to one of the preceding claims, characterized térisé en ce que le premier matériau présente des pores dont le  characterized in that the first material has pores whose diamètre moyen est compris entre 40 et 200 gm.  average diameter is between 40 and 200 gm. 11 Corps fritté selon la revendication 10, caractérisé en ce que le premier matériau présente un diamètre moyen de pores compris entre 50  Sintered body according to claim 10, characterized in that the first material has an average pore diameter of 50 et 200 gm, et plus particulièrement entre 60 et 150 pm.  and 200 μm, and more particularly between 60 and 150 μm. 12 Corps fritté selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le premier matériau présente une porosité comprise entre 4 et 18 %, notamment entre 5 et 15 %, et plus particulièrement entre 8 et %. 13 Garniture mécanique comportant une bague fixe et une bague  Sintered body according to claim 10 or 11, characterized in that the first material has a porosity of between 4 and 18%, especially between 5 and 15%, and more particularly between 8 and%. 13 Mechanical seal with fixed ring and ring rotative, caractérisée en ce qu'au moins une des bagues est consti-  rotary device, characterized in that at least one of the rings is constituted tuée du corps fritté selon l'une des revendications 1 à 11.  of the sintered body according to one of claims 1 to 11. 14 Système du type butée, palier ou glissière comportant au moins une pièce en frottement constituée par un corps selon l'une des  14 Stop-type, bearing or slide system comprising at least one friction part constituted by a body according to one of the revendications 1 à 11 o dont une partie est constituée dudit corps.  claims 1 to 11 o a part of which is constituted of said body.
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